(57)【要約】      （修正有）【課題】低消費電力、高コントラストの白黒ＬＣＤの提供。【解決手段】プレーナ構造とフォーカルポイント構造を制御可能なキラルネマチック液晶セルを具える全スペクトル白黒キラルネマチック液晶ディスプレイの配列に関するものであり、このセルは、電極を有する二つの透明基体間にキラルネマチック液晶材料を具え、二つの円偏光子間に配置されており、少なくとも一方の円偏光子がキラルネマチック液晶材料と逆の左右像の偏光子である。いくつかの配列には、光源があってもよい。【選択図】図１
2005222043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全スペクトル白黒キラルネマチック液晶ディスプレイであって、プレーナ構造とフォーカルコニック構造を制御可能なキラルネマチック液晶セルを具え、当該セルは電極を有する二つの透明基体間にキラルネマチック液晶材料を具え、前記セルが二つの円偏光子間に配置されている液晶ディスプレイにおいて、当該ディスプレイが、前側および後側円偏光子を具え、前記前側および後側円偏光子の少なくとも一方が前記キラルネマチック液晶材料と逆の左右像の偏光子であることを特徴とする全スペクトル白黒キラルネマチック液晶ディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、前記キラルネマチック液晶セルが前記前側円偏光子と前記後側円偏光子との間に挟まれていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディスプレイ装置において、前記キラルネマチック液晶材料が、あらゆるピーク波長とあらゆる円偏光についてのブラッグ反射スペクトルを有することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１，２，又は３に記載のディスプレイ装置において、前側偏光子と後側偏光子の双方がキラルネマチック液晶材料のキラル性と逆の左右像の偏光子であることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項１，２，又は３に記載のディスプレイ装置において、前記前側偏光子が前記キラルネマチック液晶材料のキラル性と逆の左右像の偏光子であり、前記後側偏光子が前記キラルネマチック液晶材料のキラル性と同じ左右像の偏光子であることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のディスプレイ装置において、当該装置が更に光源を具えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のディスプレイ装置において、当該装置が更に後側に光源を具えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記電極が透明であることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記電極が電気的に導電性であることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記円偏光子が広域帯あるいはそれ以外の帯域のものであることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記後側円偏光子の下にバックライトがあることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載のディスプレイ装置において、前記後側円偏光子と前記後側光源との間にトランスフレクタが配置されていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載のディスプレイ装置において、当該装置が、静的駆動スキーム、能動マトリックス駆動スキーム、受動マトリックス駆動スキーム、グレイスケール駆動スキーム、動的駆動スキーム、デュアル周波数駆動スキームからなる群から選択された駆動スキームを具えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載のディスプレイ装置において、よりピッチの広いキラルネマチック液晶材料か、あるいはセル間のギャップがより小さいキラルネマチック液晶材料を用いることによって、より低いスレッシュホールド電圧を達成することが可能であることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１５】
添付の図面を参照して実質的にここに述べたディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高コントラストの全スペクトル白黒ディスプレイを達成するための新規なディスプレイ配列に関する。例えば、透過(transmissive)モードおよび半透過（transflective）モードのキラルネマチック液晶ディスプレイ配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）は長年の研究課題であり、現在は数多くの分野にわたるアプリケーションに広く使用されている。しかしながら、いくつかのアプリケーションでは、ビューイング角度への高い依存性とバックライトの消費電力が高いことが主な欠点である。従って、ここ数十年の間に様々な分野でアプリケーションが見出されてきた双安定型キラルネマチック液晶ディスプレイの研究が活発になされてきた。
【０００３】
キラルネマチックディスプレイの主な特徴の一つは、明状態と暗状態が双方共に安定している、すなわち電圧が印加されていない場合でも安定しているということである。エネルギィがない状態でも画像が保持され、この双安定性は、画像の保持とちらつきのないビューイングをもたらす。更に、キラルネマチックディスプレイの駆動方法と電気光学応答は、旧来の液晶ディスプレイと異なり、ディスプレイの最大多重化を制限しない。
【０００４】
明状態は、プレーナ液晶構造からのブラッグ反射（Bragg reflection）の結果であり、液晶材料とバックペイントに多くの魅力的な色の組み合わせがある。この反射の性質のため、双安定性のキラルネマチック液晶ディスプレイは消費電力が大変低く、通常バックライトを必要としない。
【０００５】
このようなキラルネマチック液晶材料には二つの安定状態、すなわち、プレーナ状態と、フォーカルコニック状態がある。これらの二つの安定状態は、電源が切れても保持される。プレーナ状態では、液晶分子が螺旋軸がディスプレイ面に対して垂直をなすように螺旋形状に整列する。この螺旋のピッチと左右像がマッチングした波長の円偏光がブラッグ反射によって反射される。螺旋構造のピッチと、従ってピーク反射波長は、スペクトルの可視範囲または不可視範囲に調整することができる。残りのスペクトルはキラルネマチック液晶材料を通過し、偏光は影響を受けない。更に、逆の円偏光では、全スペクトルがキラルネマチック液晶材料を通過し、この偏光は影響を受けない。従って、所定の円偏光と波長スペクトルのみが反射され、残りの光はキラルネマチック液晶材料を通過する。ブラッグ反射の左右像は、プレーナ状態のキラルネマチック液晶材料のキラル性（左右像）に合致する。反射波長はキラルネマチック液晶材料のピッチに依存する。一方、フォーカルコニック状態では、液晶はミクロ領域を形成し、各領域は小さな螺旋構造であり、この螺旋軸はディスプレイの法線から大きく傾いており、ディスプレイ面に対してほぼ平行である。光は、光の屈折率が急激に変化するドメイン境界において散乱（後方、横方向、および、主に前方向へ）する。フォーカルコニック状態は、わずかに曇っているが透明であり、透過光の偏光は無効となり、この透過は入射光の波長と無関係である。従って、キラルネマチック液晶材料は、フォーカルコニック状態にあるときはほとんどの光が通過し（主に前側に散乱し）出射光は偏光されない。
【０００６】
本発明によれば、制御可能なプレーナ構造とフォーカルコニック構造のキラルネマチック液晶セルを具える全スペクトル白黒キラルネマチック液晶ディスプレイであって、該セルが電極を有する二つの透明基体間にキラルネマチック液晶材料を具え、前記セルが二つの円偏光子間に配置されており、少なくとも一方の円偏光子がキラルネマチック液晶材料と逆の左右像の偏光子であるキラルネマチック液晶ディスプレイを提供する。
【０００７】
本発明は、透過（transmissive）および半透過（transflective）モードの高コントラスト全スペクトル白黒双安定性キラルネマチック液晶ディスプレイ用の新規な光学配列を開示する。本発明は、従来のＬＣＤディスプレイの問題点を克服するものである。本発明は、周辺光が弱い場合にキラルネマチック液晶ディスプレイの明度を強化するためにフロントライトを使用しなければならない、といった従来のＬＣＤディスプレイの問題点を克服するものである。しかしながら、いくつかのアプリケーションではフロントライトは適当でなく、あるいはフロントライトガイドにかかるコストが高すぎる。
【０００８】
多くの携帯可能なアプリケーションでは、コントラストが良好で消費電力が大変低く、情報コンテンツが大変高いディスプレイが望まれている。透過型、半透過型および反射型キラルネマチック液晶ディスプレイは、大変高い解像度、画像保持力、高コントラスト、および大変広いビューイング角度（viewing angle）が得られるといった特別の利点を有する。更に、カラーフィルタを加えることによって、透過型、半透過型、反射型のキラルネマチック液晶ディスプレイを、全カラーディスプレイまたは部分カラーディスプレイにすることができる。
【０００９】
従って、本発明を用いることで、新規な透過型、半透過型、双安定性のキラルネマチック液晶ディスプレイが開示される。このディスプレイは全スペクトルホワイトを有し、高コントラストである。このディスプレイは、また、消費電力が大変低く、キラルネマチック液晶ディスプレイに好適なあらゆる駆動スキームを本発明のディスプレイの駆動に用いることができる。光学配列にカラーフィルタを加えると、全カラーまたは部分カラーの双安定性キラルネマチック液晶ディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明を実施するキラルネマチック液晶ディスプレイについて、例をあげて添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、本発明における白黒のキラルネマチック液晶ディスプレイの第１の光学配列を示す図である。
【図２】図２は、本発明における白黒のキラルネマチック液晶ディスプレイの第２の光学配列を示す図である。
【図３】図３は、本発明における白黒のキラルネマチック液晶ディスプレイの第３の光学配列を示す図である。
【図４】図４は、入射光がキラルネマチック液晶材料と同じ円偏光である場合のプレーナ状態の反射および透過特性を示す図である。
【図５】図５は、入射光がキラルネマチック液晶材料と反対の円偏光である場合のプレーナ状態の反射および透過特性を示す図である。
【図６】図６は、フォーカルコニック状態でのキラルネマチック液晶材料の反射及び透過特性を示す図である。
【００１１】
図面を参照すると、同じ部分には同じ符号が付されている。一般的に、キラルネマチック液晶ディスプレイ１は、図面において前からあるいは上から見たときに、リニア偏光子２と、四分の一波長リターディションフィルム３と、導電電極を有する前側及び後側透明基体４，５と、これら基体にはさまれたキラルネマチック液晶６と、四分の一波長リターディションフィルム７と、リニア偏光子８と、トランスフレクタ１０からなる、実質的な積層を具える。
【００１２】
リニア偏光子２と四分の一波長リターディションフィルム３は、キラルネマチックディスプレイと反対の円偏光を作る。
【００１３】
半透過型（トランスフレクタ）素子は、いくらかの反射といくらかの透過を提供する素子である。トランスフレクタとは半透過型反射体を意味する。言い換えれば、光がどちらの方向からも反射し（調光される）かつ透過する（調光される）。ここに述べるディスプレイ構成の光学配列においては、半透過型素子は、光がリア偏光子から来る場合に、後方の偏光子へ向けていくらか光を反射する。一方、バックライトからの光もトランスフレクタを透過しうる。従って、この新規な配列は、反射モード（周辺光源用）および透過モード（バックライト用）で同時に動作することができる。
【００１４】
光学配列ＬＣＤ全体は半透過モードにある。トランスフレクタは、強い周辺環境と暗い環境の両方でディスプレイを読み取り可能とする。
【００１５】
キラルネマチック液晶セルは、二つの対向する透明電極間に挟まれた制御可能なキラルネマチック液晶材料６を具える液晶セルを引用するのに使用される用語であり、この透明電極は透明基体４，５の上に被覆されている。透明電極と透明基体４，５は、光が通過するときにいかなる偏光も変化させない。透明電極の例には、酸化インジウム錫、又は酸化錫があり、透明基体の例は、ガラスあるいはプラスチックである。円偏光子を作る簡単な方法は、リニア偏光子２，８と四分の一波長リターディションフィルム３，７間の角度が４５°になるようにリニア偏光子２，８を四分の一波長リターディションフィルム３，７に積層することである。リニア偏光子と四分の一波長リターディションフィルム間の角度を時計方向へ４５°あるいは反時計方向へ４５°調整することによって、左側円偏光子あるいは右側円偏光子をつくることができる。
【００１６】
図１は、本発明を実施するキラルネマチック液晶ディスプレイの第１の光学配列を示す図である。
【００１７】
図１の実施例は、白黒全スペクトル透過モードキラルネマチック液晶ディスプレイである。この配列は、一の前側円偏光子２，３，一のキラルネマチック液晶セル、一の後側円偏光子７，８及び一のバックライト９を具える。キラルネマチック液晶材料６は、あらゆる波長スペクトル（可視あるいは不可視）およびあらゆる円偏光についてブラッグ反射を有する。前側円偏光子２，３および後側円偏光子７，８は双方ともに、キラルネマチック液晶材料６のキラル性（左右像）と反対の左右像の偏光子である。前側円偏光子２，３および後側円偏光子７，８には、四分の一波長リターディションフィルム３，７がキラルネマチック液晶セルに面するように配置されている。バックライト９は後側円偏光子７，８の下に配置されている。
【００１８】
図１に示す配列の光学的に明るい（白色）「ＯＮ」状態は、キラルネマチック液晶材料６がプレーナ状態にあるときであり、光学的に暗い「ＯＦＦ」状態は、キラルネマチック液晶材料６がフォーカルコニック状態にあるときである。グレイスケールは、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在しているときである。
【００１９】
明るい「ＯＮ」状態の場合の光路メカニズムは以下の通りである。入射してくる偏光されていない光が、バックライト９から出射し、後側円偏光子７，８に当たる。この光は、キラルネマチック液晶材料６の偏光と逆の左右像の偏光によって円偏光された光になる。この逆の偏光の円偏光された光全体は、プレーナ状態のキラルネマチック液晶材料６を、次いで前側円偏光子２，３を通過する。キラルネマチック液晶材料６を通過する光の透過は、波長に依存しないため、この光はバックライトが全スペクトルの光であれば全スペクトル波長の光である。バックライトが偏光されていなければ、見者１００に見える出射光は、一の円偏光を含み、その強度はバックライトの光強度の５０％である。
【００２０】
暗い「ＯＦＦ」状態の場合の、キラルネマチック液晶材料がフォーカルコニック状態にあるときの光学的光路メカニズムは以下の通りである。バックライト９から出射してくる光は偏光されていない。この光は、次いで、後側円偏光子で偏光され、強度が半分になる。この円偏光された光は、フォーカルコニック状態のキラルネマチック液晶材用６に入射して、非偏光となる。実験によると、このフォーカルコニック状態からくる偏光されていない光は、両方の円偏光を含んでいるが、大部分はフォーカルコニック状態へ入射する円偏光された光の左右像と逆の左右像の円偏光である（すなわち、出射光の大部分は、キラルネマチック液晶材料６のキラル性と同じ左右像の光である）。この非偏光（両方の円偏光を含む）は、前側円偏光子に入射して偏光される。従って、キラルネマチック液晶材料がフォーカルコニック状態にあるときにディスプレイ全体を通過する光は少なく、暗状態が達成される。
【００２１】
図２は、本発明を実施するキラルネマチック液晶ディスプレイの第２の光学配列を示す図である。
【００２２】
図２に示す実施例は、全スペクトル白黒半透過モードキラルネマチック液晶ディスプレイである。この配列は、一の前側円偏光子２，３と、一のキラルネマチック液晶セルと、一の後側円偏光子７，８と、一のトランスフレクタ１０と、一のバックライト９を具える。キラルネマチック液晶材料６は、どの波長スペクトル（可視あるいは不可視）に、またどの円偏光にも、ブラッグ反射を有する。前側円偏光子２，３と後側円偏光子７，８とは、双方とも、キラルネマチック液晶材料６のキラル性と逆の左右像を持つ偏光子である。前側円偏光子２，３と後側円偏光子７，８は、四分の一波長リターディションフィルム３，７がキラルネマチック液晶セルに面するように配置されている。トランスフレクタ１０は、後側円偏光子７，８の下に配置されている。また、バックライト９は、このトランスフレクタの下に配置されている。
【００２３】
図２に示すこの配列の光学的に明るい「ＯＮ」状態は、キラルネマチック液晶材料がプレーナ状態にあるときであり、光学的に暗い「ＯＦＦ」状態は、キラルネマチック液晶材料６がフォーカルコニック状態にあるときである。グレイスケールは、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在しているときである。
【００２４】
この半透過モードの光路メカニズムは、バックライト９からの後方からの光かあるいは前側の見者１００からの周辺光のいずれかの光源の方向に依存する二つの場合がある。バックライト９からの光源については、このメカニズムは上述の透過モードですでに説明した光路メカニズムと同じである。
【００２５】
前側の見者１００方向からの光源の場合、まず、キラルネマチック液晶材料６がプレーナ状態にあるときの明るい「ＯＮ」状態について述べる。偏光されていない全スペクトル白色光が前側円偏光子２，３に入射する。この光は、キラルネマチック液晶材料６と逆の左右像の偏光によって円偏光になり、光源の強度が半分になる。この逆の円偏光された光は、次いで、プレーナ状態のキラルネマチック材料６に入射する。この円偏光された光は、すべて、キラルネマチック液晶材料６と後側円偏光子７，８とを、光強度にロスを生じることなく通過する。後側リニア偏光子８（円偏光子７，８は四分の一波長リターディションフィルム７とリニア偏光子でできている）は、トランスフレクタ１０に面しているので、後側リニア偏光子７，８から出射してくる偏光された光は、偏光を全く変化させることなくトランスフレクタ１０によって後側に反射される。この反射光は、後側円偏光子７，８へ戻る。このキラルネマチック液晶材料６に再度入射する前の戻り光路の円偏光された光は、まだキラルネマチック液晶材料のキラル性と逆の円偏光である。この光は、キラルネマチック液晶材料６と前側円偏光子２，３を、光強度にロスを生じることなく通過し、見者１００によって見られる反射光の強度は元の周辺光の５０％となり、全スペクトル白色光である。
【００２６】
キラルネマチック液晶材料６がフォーカルコニック状態にあり、周辺光が前側の見者１００方向から来ている場合の暗い「ＯＦＦ」状態を考察する。偏光されていない全スペクトル白色光が前側円偏光子２，３に入射する。この光は、キラルネマチック液晶材料６と逆の左右像の偏光で円偏光となり、その強度は半分になる。この円偏光された光は、次いで、フォーカルコニック状態のキラルネマチック液晶材料６に入射する。ここで、この光は非偏光となる。実験によると、フォーカルコニック状態のキラルネマチック液晶材料６からの出射光の大部分が、逆偏光を有する（すなわち、大多数が、キラルネマチック液晶材料６と同じ円偏光である）。この偏光されなかった光は、次いで後側円偏光子７，８で偏光され、光強度が減少する。後側リニア偏光子８（円偏光子７，８は、四分の一波長リターディションフィルム７と、リニア偏光子８からなる）は、トランスフレクタ１０に面しており、後側偏光子７，８から出射する偏光された光は、偏光を全く変化させることなくトランスフレクタ１０で反射される。この反射光は、後側円偏光子を通って戻る。キラルネマチック液晶材料に入射する前の戻り光路にある円偏光された光は、まだ、キラルネマチック材料のキラル性と逆の円偏光である。この光は次いで、フォーカルコニック状態のキラルネマチック材料６を通過して、非偏光になる。この戻り光路にある光の大部分は、その反転された偏光を有する（すなわち、大部分が、キラルネマチック液晶材料６のキラル性と同じ左右像の光である）。この戻り光路にある偏光されていない光は、次いで、前側円偏光子２，３で偏光される。光路全体に亘って光の大部分がカットされ、暗い「ＯＦＦ」状態が実現される。
【００２７】
図３は、本発明を実施するキラルネマチック液晶ディスプレイの第３の光学配列を示す図である。図３に示す実施例は、全スペクトル白黒半透過型モードキラルネマチック液晶ディスプレイである。この配列は、一の前側円偏光子２’，３’と、一のキラルネマチック液晶セルと、一の後側円偏光子７’，８’と、一のトランスフレクタ１０と、一のバックライト９を具える。このキラルネマチック液晶材料６は、あらゆる波長のスペクトル（可視または不可視）及びあらゆる円偏光について、ブラッグ反射を有する。前側円偏光子２’，３’は、キラルネマチック液晶材料６のキラル性と逆の左右像の偏光子である。後側円偏光子７’，８’は、キラルネマチック液晶材料６のキラル性と同じ左右像の偏光子である。前側円偏光子２’，３’と、後側円偏光子７’，８’は、四分の一波長リターディションフィルムが、キラルネマチック液晶セルに面するように配置されている。トランスフレクタ１０は、後側偏光子７’，８’の下に配置されている。バックライト９は、トランスフレクタ１０の下に配置されている。
【００２８】
図３に示されている配列の光学的に明るい「ＯＮ」状態は、キラルネマチック液晶材料６がフォーカルコニック状態にあるときであり、光学的に暗い「ＯＦＦ」状態は、キラルネマチック液晶材料６がプレーナ状態にあるときである。グレイスケールは、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混合したときである。
【００２９】
この半透過モードの光路メカニズムは、バックライト９からの後方からの光の方向か、前方の見者１００側からの周辺光という光源からの光の方向の二つのケースがある。
【００３０】
まず、後方からの光がバックライト９からのものであり、キラルネマチック液晶材料がフォーカルコニック状態にある場合を説明する。バックライト９から出射する偏光されていない光は、トランスフレクタ１０と、後側円偏光子７’，８’を通過する。この光は偏光され（キラルネマチック液晶材料６と同じ左右像をもつ）、光強度が半分になる。次いで、この光はフォーカルコニックキラルネマチック液晶材料６に入射する。ここで、この光は非偏光であり、この脱偏光（de-polarization）は別の波長の光となる。実験結果は、この光の大部分が反転された偏光を有する（すなわち、この大部分がキラルネマチック液晶材料と逆の左右像の光である）ことを示す。この非偏光は、次いで、前側円偏光子２’，３’で偏光される。残りの光は、良好な強度を持っており、見者１００によって見られる。
【００３１】
暗状態は、キラルネマチック液晶材料がプレーナ状態にあるときである。バックライト９から出射してくる偏光されていない光は、トランスフレクタ１０を通過し、キラルネマチック液晶材料６と同じ左右像の後側円偏光子７’，８’で偏光になる。この（キラルネマチック液晶材料と同じ左右像の偏光を伴う）円偏光された光のスペクトルの一部は、ブラッグ反射によって後側円偏光子７’，８’に戻され、残りのスペクトルはキラルネマチック液晶材料６を通過する。キラルネマチック液晶材料６を出てゆく偏光された光は、次いで前側円偏光子２’，３’によって全体がブロックされる。更に、プレーナ状態のキラルネマチック液晶材料６で反射された偏光は、バックライト９の方向に戻るように反射される。従って、見者１００には光が見えず、暗状態が達成される。
【００３２】
見者側からの周辺光を考察すると、キラルネマチック液晶材料６がフォーカルコニック状態にあるときの明るい状態については、偏光されていないの周辺光が前側円偏光子２’，３’に入射し、次いで、偏光されて、キラルネマチック液晶材料６に入射する。この光はフォーカルコニック状態のキラルネマチック液晶材料６によって非偏光になる。実験結果は、この光の大部分が反転された偏光を有する（すなわち、大部分がキラルネマチック液晶材料６と同じ左右像の光である）ことを示す。この非偏光は、次いで、後側偏光子７’，８’で偏光される。後側リニア偏光子８’（円偏光子は、四分の一波長リターディションフィルム７’と、リニア偏光子８’とでできている）は、トランスフレクタ１０に対向しているので、偏光された光は、偏光状態が全く変化することなくトランスフレクタ１０で反射する。次いで、この光は、後側偏光子７’，８’に再度入射し、更にフォーカルコニック状態のキラルネマチック材料６によって非偏光となる（この非偏光は、その大部分がキラルネマチック液晶材料と逆の左右像を持つ）。最後に、この非偏光が、前側偏光子２’，３’で偏光され、見者１００によって見られる。この結果、明状態となる。
【００３３】
キラルネマチック材料６がプレーナ状態のときの暗状態について説明する。偏光されていない周辺光が、前側円偏光子２’，３’で偏光される。前側円偏光子２’，３’は、キラルネマチック液晶材料６の偏光と逆の左右像であるため、この偏光された光は全部プレーナ状態のキラルネマチック液晶材料６を通過するが、後側円偏光子７’，８’によって全体的にブロックされる。見者１００に光が反射せず、暗状態となる。
【００３４】
上述の実施例は、例としてのみ挙げられていること、及び、本発明の範囲から離れることなく様々な変形がなされうることが認識されるであろう。
【００３５】
光学モード配列についての上述の３つの実施例では、プレーナ構造とフォーカルコニック構造が共存しうる。すなわち、キラルネマチック液晶材料は、所定の領域内でプレーナ状態とフォーカルコニック状態の両方を含む。キラルネマチック液晶材料のプレーナ構造とフォーカルコニック構造のドメインの割合を変えることによって、異なるグレイスケールが達成される。あらゆるキラルネマチック液晶ディスプレイグレイスケール駆動スキームを用いて、所定領域内でプレーナ構造のドメインとフォーカルコニック構造のドメインの比率を変える制御を行うことによってトーンが異なるグレイスケールを達成することができる。本発明の光学モード配列のプレーナ状態とフォーカルコニック状態は、電力が切れても安定している。
【００３６】
全「ＯＮ」、全「ＯＦＦ」、プレーナ構造とフォーカルコニック構造の様々な割合は、あらゆるキラルネマチック液晶ディスプレイ駆動スキームで制御することができる。例えば、これらの光学モードは、振幅変調、パルス幅変調、三相ダイナミック駆動、五相ダイナミック駆動、累積駆動、デュアル周波数駆動及び多重駆動などの、従来技術の駆動スキームに適応可能である。駆動スキームは、例えば米国特許第５２５１０４８号、第５３８４０６７号、第５６２５４７７号、第５６４４３３０号、第５７４８２７７号、第５８７７８２６号、第５８８９５６６号、第５９３３２０３号、第６１３３８９５号、第６１５４１９０号、第６２０４８３５号、第６２６８８３９号、第６２６８，８４０Ｂ１号、第６３２０５６３号、欧州公開第１１５２３９０Ａ２号、米国公開第２００１／００２４１８８Ａ１号などに記載されている。更に、キラルネマチック材料のスレッシュホールド電圧は、より広いピッチのキラル液晶材料で下げることができる。
【００３７】
周辺環境が暗い場合は、バックライトをオンすることができる。上記の発明の光学モード配列は、ハンドヘルド装置、情報ボード、およびビルボードなどの全てのキラルネマチック液晶ディスプレイアプリケーションに適用することができる。例えば、高性能ハンドヘルド情報ブラウジングおよび読み取り装置において、本発明の白黒および全カラー半透過型モードは、消費電力が非常に少なく、ビューイング角度が広く、すべての照明条件で読み取り可能なことが要求される場合に、好適に適用されうる。
【００３８】
本発明の更なる利点は：
１．キラルネマチック液晶セルが、前側円偏光子と後側円偏光子にはさまれている。
２．キラルネマチック液晶材料が、あらゆるピーク波長であらゆる円偏光のブラッグ反射スペクトルを有する。
３．前側円偏光と後側円偏光の両方が、キラルネマチック液晶材料のキラル性と逆の左右像の偏光である。
４．前側円偏光はキラルネマチック液晶材料のキラル性と逆の左右像の偏光であり、後側円偏光はキラルネマチック液晶材料のキラル性と同じ左右像の偏光である。
５．キラルネマチック液晶材料への入射光およびキラルネマチック液晶材料からの出射光が円偏光されている。
６．透明電極が電気的に導電性である。
７．この電極は酸化インジウム錫または酸化錫である。
８．後側円偏光子の下にバックライトがある。
９．光学的に「ＯＮ」の明状態は、全スペクトル白色の状態である。
１０．ディスプレイは構成のいずれかの位置に配置したカラーフィルタによって全カラーディスプレイまたは一部カラーディスプレイになる。
１１．円偏光は広域帯である、かそうでない帯域である。
１２．後側円偏光子とバックライト間にトランスフレクタが配置されている。
１３．本装置は、透過型液晶ディスプレイであり、光学的「ＯＮ」である明状態は、キラルネマチック液晶材料がプレーナ状態であるときである。
１４．本装置は、透過型液晶ディスプレイであり、光学的「ＯＦＦ」である暗状態は、キラルネマチック液晶材料がフォーカルコニック状態であるときである。
１５．本装置は、半透過型液晶ディスプレイであり、光学的「ＯＮ」である明状態は、キラルネマチック液晶材料がプレーナ状態であるときである。
１６．本装置は、半透過型液晶ディスプレイであり、光学的「ＯＦＦ」である暗状態は、キラルネマチック液晶材料がフォーカルコニック状態であるときである。
１７．本装置は、半透過型液晶ディスプレイであり、光学的「ＯＮ」である明状態は、キラルネマチック液晶材料がフォーカルコニック状態であるときである。
１８．本装置は、半透過型液晶ディスプレイであり、光学的「ＯＦＦ」である暗状態は、キラルネマチック液晶材料がプレーナ状態であるときである。
１９．光学的グレイスケールは、ピクセル領域においてキラルネマチック液晶材料がプレーナ状態とフォーカルコニック状態を共存するときである。
２０．ＬＣＤは静的駆動スキームを有する。
２１．ＬＣＤは能動マトリックス駆動スキームを有する。
２２．ＬＣＤは受動マトリックス駆動スキームを有する。
２３．ＬＣＤはグレイスケール駆動スキームを有する。
２４．ＬＣＤはダイナミック駆動スキームを有する。
２５．ＬＣＤはデュアル周波数駆動スキームを有する。
２６．ＬＣＤは蓄積駆動スキームを有する。
２７．ＬＣＤは蓄積２相駆動スキームを有する。
２８．ＬＣＤは単極駆動スキームを有する。
２９．ＬＣＤはマルチ選択駆動スキームを有する。
３０より広いピッチのキラルネマチック材料か、あるいはセル間のギャップがより小さいキラルネマチック材料を用いることによって、ＬＣＤでより低いスレッシュホールド電圧を達成することができる。
ことである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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